3大“法寶”：遺傳學(xué)+自動化+算法

合成生物學(xué)是生物行業(yè)令人興奮和迅速發(fā)展的細(xì)分領(lǐng)域，可以廣泛地定義為設(shè)計（或重新設(shè)計）和建造新的人工生物通路、生物體或生物設(shè)備，它將工程原理應(yīng)用到生物組件中，使我們能夠探測、操作和修改細(xì)胞功能。這項技術(shù)在制藥工業(yè)、環(huán)境生物技術(shù)和工業(yè)材料、分子生物和微生物的定制方面創(chuàng)造了巨大的機(jī)會。

然而，優(yōu)化這些創(chuàng)新的發(fā)現(xiàn)，除了基因工程和制造過程，很大程度上依賴于對大量數(shù)據(jù)的系統(tǒng)分析。數(shù)據(jù)成指數(shù)增長般快速積累，通常以非結(jié)構(gòu)化的方式，獨(dú)立的內(nèi)部和外部的數(shù)據(jù)庫之間，并通過數(shù)字化信息的多樣性和工作流進(jìn)一步集成反饋，再通過自組織映射確定了具有顯著不同配置的患者群，最后在由此產(chǎn)生的在臨床環(huán)境中實施聚類，為患者提供了全新的個性化療法，將節(jié)省大量的醫(yī)療費(fèi)用。

合成生物學(xué)的核心工具包包括生物和工程功能：分子操縱（遺傳學(xué)）、深度數(shù)據(jù)分析（自動化）和計算機(jī)算法。這需要借助一些數(shù)學(xué)或者計算機(jī)的模型來輔助設(shè)計（類似CAD）去構(gòu)造一個特定的系統(tǒng)，比如構(gòu)造一些邏輯門、圖靈斑以及利用光感來顯影的Biofilm等。

第一個合成病毒

第一個合成病毒syn vaccine采用CAD/CAM平臺的設(shè)計、制造和驗證。

往細(xì)胞里加新組件已經(jīng)很成熟了，是主流。掌握DNA、RNA之間的關(guān)系和轉(zhuǎn)錄機(jī)制是合成生物學(xué)的圣杯，只有通過不斷完善合成生物學(xué)驅(qū)動（SYNRAD）的方法，才能有效地系統(tǒng)評估不同核酸所產(chǎn)生的“表型”功能。

毋庸置疑，通過隨機(jī)突變或通過操縱特定基因來修飾病毒是費(fèi)時費(fèi)力的，只有理解了其中的規(guī)則，就可以對它們進(jìn)行修改，以構(gòu)建具有工程特性的完全合成生物體。在這種情況下，即使我們不了解深層機(jī)制的所有細(xì)節(jié)，我們也能發(fā)現(xiàn)新的模式并通過它們來改變病毒的特異性。

因此，合成可預(yù)測的、可重復(fù)的、自我改善的病毒為研制抗病毒疫苗以及利用更精確的癌癥病毒療法創(chuàng)造了新的希望。

生物界的“樂高”

Oxford Genetics公司類似樂高積木的DNA質(zhì)粒工程平臺（LEGO?-like core DNA system）

如圖所示，Oxford Genetics公司包含了多種工具包的樂高平臺（LEGO?-like core DNA system）可以讓病毒很容易地從一個移動到另一個DNA片段的載體上。

Oxford Genetics公司CEO Ryan Cawood博士表示，現(xiàn)階段合成生物學(xué)面臨的主要挑戰(zhàn)是：發(fā)現(xiàn)新分子的困難，分子工程復(fù)雜度高，生物制品的生產(chǎn)效率低下，輸送系統(tǒng)的不足。在未來，大多數(shù)藥品將是以DNA為基礎(chǔ)的生物，遺傳數(shù)據(jù)將變得更容易獲得，基于DNA的藥物將成為必不可少的個性化治療方法。

生物界的“樂高”平臺通過選擇預(yù)先設(shè)計的DNA部分（如啟動子、增強(qiáng)子）結(jié)合自己的優(yōu)化序列構(gòu)建新的治療模型。例如，一個新的腺病毒為基礎(chǔ)的基因治療系統(tǒng)，可以將DNA擴(kuò)展應(yīng)用至廣泛的細(xì)胞類型，或開發(fā)新的DNA序列，開發(fā)針對復(fù)雜的哺乳動物膜抗原受體抗體等專有的算法設(shè)計。

圍繞著DNA設(shè)計算法、自動化平臺和病毒包裝系統(tǒng)的創(chuàng)新而不斷創(chuàng)新。量化生產(chǎn)項目，滿足基因治療和免疫治療領(lǐng)域的臨床需求。